Hassas işleme, yakın tolerans kaplamalarını tutma sırasında malzemeyi bir iş parçasından çıkarmak için bir işlemdir. Hassas makine, freze, dönüş ve elektrik deşarj işlemesi gibi birçok türe sahiptir. Bugün bir hassas makine genellikle bir bilgisayar sayısal kontrolleri (CNC) kullanılarak kontrol edilir.
Hemen hemen tüm metal ürünler, plastik ve ahşap gibi diğer birçok malzeme gibi hassas işleme kullanır. Bu makineler özel ve eğitimli makinistler tarafından işletilmektedir. Kesme aracının işini yapabilmesi için, doğru kesimi yapmak için belirtilen talimatlara taşınması gerekir. Bu birincil harekete "kesme hızı" denir. İş parçası, "beslemenin" ikincil hareketi olarak da bilinen de taşınabilir. Birlikte, bu hareketler ve kesme aletinin keskinliği, hassas makinenin çalışmasına izin verir.
Kalite hassas işleme, AutoCAD ve TurboCad gibi CAD (bilgisayar destekli tasarım) veya CAM (bilgisayar destekli üretim) programları tarafından yapılan son derece spesifik planları takip etme yeteneğini gerektirir. Yazılım, bir araç, makine veya nesne üreticisi için gereken karmaşık, 3 boyutlu diyagramları veya ana hatları üretmeye yardımcı olabilir. Bu planlara, bir ürünün bütünlüğünü korumasını sağlamak için büyük ayrıntılarla uyulmalıdır. Çoğu hassas işleme şirketi bir tür CAD/CAM programı ile çalışırken, bir tasarımın ilk aşamalarında sık sık elle çizilmiş eskizlerle çalışırlar.
Hassas işleme, çelik, bronz, grafit, cam ve plastikler dahil olmak üzere bir dizi malzemede birkaç isim kullanılır. Projenin boyutuna ve kullanılacak malzemelere bağlı olarak, çeşitli hassas işleme araçları kullanılacaktır. Torlanlar, freze makineleri, matkap presleri, testereler ve öğütücüler ve hatta yüksek hızlı robotik kombinasyonu kullanılabilir. Havacılık ve uzay endüstrisi yüksek hızda işleme kullanabilirken, bir ahşap aracı yapım endüstrisi foto-kimyasal aşındırma ve öğütme işlemleri kullanabilir. Bir koşunun çalkalanması veya belirli bir öğenin belirli bir miktarı, binlerce numarada numara yapabilir veya sadece birkaçı olabilir. Hassas işleme genellikle CNC cihazlarının programlanmasını gerektirir, bu da bilgisayar sayısal olarak kontrol edildikleri anlamına gelir. CNC cihazı, bir ürünün çalışması boyunca kesin boyutların izlenmesini sağlar.
Öğütme, kesiciyi belirli bir yönde iş parçasına ilerleterek (veya besleyerek) bir iş parçasından malzemeyi çıkarmak için döner kesiciler kullanmanın işleme işlemidir. Kesici ayrıca aletin eksenine göre bir açıda tutulabilir. Frezeleme, küçük ayrı parçalardan büyük, ağır hizmet tipi çete öğütme işlemlerine kadar çok çeşitli farklı işlemleri ve makineleri kapsar. Özel parçaları hassas toleranslara işlemek için en yaygın kullanılan süreçlerden biridir.
Frezeleme çok çeşitli takım tezgahları ile yapılabilir. Frezeleme için orijinal takım tezgahları sınıfı freze makinesiydi (genellikle değirmen denir). Bilgisayar sayısal kontrolünün (CNC) ortaya çıkmasından sonra, freze makineleri işleme merkezlerine dönüştü: Otomatik takım değiştiriciler, takım dergileri veya atlıkarıncası, CNC özelliği, soğutucu sistemleri ve muhafazalarla artırılan freze makineleri. Freze merkezleri genellikle dikey işleme merkezleri (VMC'ler) veya yatay işleme merkezleri (HMC'ler) olarak sınıflandırılır.
Frezelemenin dönüş ortamlarına entegrasyonu ve tam tersi, tornalar için canlı araçlar ve dönüm operasyonları için zaman zaman değirmen kullanımı ile başladı. Bu, öğütmeyi ve aynı çalışma zarfına dönüşmeyi kolaylaştırmak için amaçlanan yeni bir takım tezgahı, çoklu görev makineleri (MTMS) sınıfına yol açtı.
Tasarım mühendisleri, Ar -Ge ekipleri ve parça kaynağına bağlı üreticiler için hassas CNC işleme, ek işlem yapmadan karmaşık parçaların oluşturulmasına izin verir. Aslında, hassas CNC işleme genellikle bitmiş parçaların tek bir makinede yapılmasını mümkün kılar.
İşleme işlemi malzemeyi kaldırır ve bir parçanın son ve genellikle oldukça karmaşık tasarımını oluşturmak için çok çeşitli kesme aracı kullanır. Hassasiyet seviyesi, işleme araçlarının kontrolünü otomatikleştirmek için kullanılan bilgisayar sayısal kontrolü (CNC) kullanılarak geliştirilir.
"CNC" nin hassas işlemede rolü
Kodlu programlama talimatlarını kullanan hassas CNC işleme, bir iş parçasının bir makine operatörü tarafından manuel müdahale olmadan özelliklere göre kesilmesini ve şekillendirilmesini sağlar.
Bir müşteri tarafından sağlanan bilgisayar destekli bir tasarım (CAD) modelini alan uzman bir makinist, parçanın işlenmesi için talimatları oluşturmak için Bilgisayar Destekli Üretim Yazılımı (CAM) kullanır. CAD modeline dayanarak, yazılım hangi araç yollarına ihtiyaç duyulduğunu belirler ve makineyi anlatan programlama kodunu oluşturur:
■ Doğru RPM'ler ve yem hızları
■ Aracı ve/veya iş parçasını ne zaman ve nerede hareket ettireceğiniz
■ Ne kadar derin kesilir
■ Soğutucu ne zaman uygulanmalı
■ Hız, yem hızı ve koordinasyon ile ilgili diğer faktörler
Bir CNC denetleyicisi daha sonra makinenin hareketlerini kontrol etmek, otomatikleştirmek ve izlemek için programlama kodunu kullanır.
Bugün, CNC, tornalar, değirmenler ve yönlendiricilerden EDM (elektrik deşarj işleme), lazer ve plazma kesme makinelerine kadar geniş bir ekipmanın yerleşik bir özelliğidir. CNC, işleme işlemini otomatikleştirmenin ve hassasiyeti artırmanın yanı sıra, manuel görevleri ortadan kaldırır ve makinistleri aynı anda çalışan birden fazla makineyi denetlemeye hazırlar.
Buna ek olarak, bir araç yolu tasarlandıktan ve bir makine programlandıktan sonra, herhangi bir sayıda parçayı çalıştırabilir. Bu, yüksek düzeyde hassasiyet ve tekrarlanabilirlik sağlar, bu da süreci oldukça uygun maliyetli ve ölçeklenebilir hale getirir.
İşlenmiş malzemeler
Yaygın olarak işlenmiş bazı metaller arasında alüminyum, pirinç, bronz, bakır, çelik, titanyum ve çinko bulunur. Ek olarak, ahşap, köpük, fiberglas ve polipropilen gibi plastikler de işlenebilir.
Aslında, hemen hemen herhangi bir malzeme hassas CNC işleme ile kullanılabilir - elbette, uygulamaya ve gereksinimlerine bağlı olarak.
Hassas CNC işlemenin bazı avantajları
Çok çeşitli üretilen ürünlerde kullanılan küçük parça ve bileşenlerin birçoğu için, hassas CNC işleme genellikle tercih edilen imalat yöntemidir.
Hemen hemen tüm kesme ve işleme yöntemlerinde olduğu gibi, farklı malzemeler farklı davranır ve bir bileşenin boyutu ve şekli de süreç üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bununla birlikte, genel olarak hassas CNC işleme işlemi, diğer işleme yöntemlerine göre avantajlar sunar.
Bunun nedeni, CNC işlemenin teslim edebilmesidir:
■ Yüksek derecede parça karmaşıklığı
■ Tipik olarak ± 0.0002 "(± 0.00508 mm) ila ± 0.0005" (± 0.0127 mm) arasında değişen sıkı toleranslar
■ Özel kaplamalar dahil olmak üzere son derece pürüzsüz yüzey kaplamaları
■ Tekrarlanabilirlik, yüksek hacimlerde bile
Yetenekli bir makinist, 10 veya 100 miktarlarda kaliteli bir rol oynamak için manuel bir torna kullanabilirken, 1.000 parçaya ihtiyacınız olduğunda ne olur? 10.000 parça? 100.000 veya bir milyon parça?
Hassas CNC işleme ile, bu tip yüksek hacimli üretim için gereken ölçeklenebilirliği ve hızı elde edebilirsiniz. Buna ek olarak, hassas CNC işlemesinin yüksek tekrarlanabilirliği, kaç parça üretirseniz, baştan sona aynı parçaları verir.
Tel EDM (elektrik deşarj işleme), ilave işleme ve 3D lazer baskı dahil olmak üzere çok özel CNC işleme yöntemleri vardır. Örneğin, tel EDM, bir iş parçasını karmaşık şekillere aşındırmak için iletken malzemeler -tipik olarak metaller -ve elektriksel deşarjlar kullanır.
Bununla birlikte, burada freze ve dönüş işlemlerine odaklanacağız - yaygın olarak mevcut olan ve hassas CNC işleme için sık kullanılan iki ekici yöntem.
Frezeleme ve Dönüş
Öğütme, malzemeyi çıkarmak ve şekiller oluşturmak için dönen, silindirik bir kesme aracı kullanan bir işleme işlemidir. Değirmen veya işleme merkezi olarak bilinen freze ekipmanı, işlenmiş en büyük nesnelerde karmaşık parça geometrilerinin bir evrenini gerçekleştirir.
Frezelemenin önemli bir özelliği, kesme aracı dönerken iş parçasının sabit kalmasıdır. Başka bir deyişle, bir değirmende, dönen kesme aracı, bir yatakta yerinde sabit kalan iş parçasının etrafında hareket eder.
Dönüş, torna adı verilen ekipman üzerinde bir iş parçasını kesme veya şekillendirme işlemidir. Tipik olarak, torna iş parçasını dikey veya yatay bir eksende döndürürken, sabit bir kesme aleti (döndürülebilir veya olmayabilir) programlanmış eksen boyunca hareket eder.
Araç fiziksel olarak parçalanamaz. Malzeme döner ve aracın programlanan işlemleri gerçekleştirmesine izin verir. (Bununla birlikte, aletlerin biriktirme ile beslenen bir telin etrafında döndüğü bir tornalama alt kümesi vardır.)
Dönüşte, frezelemenin aksine, iş parçası döner. Parça stoku torna'nın işini açar ve kesme aracı iş parçasıyla temas eder.
Manuel ve CNC işleme
Hem değirmenler hem de tornalar manuel modellerde mevcut olsa da, CNC makineleri küçük parça üretimi amacıyla daha uygundur - sıkı tolerans parçalarının yüksek hacimli üretimini gerektiren uygulamalar için ölçeklenebilirlik ve tekrarlanabilirlik sunar.
Aracın X ve Z eksenlerinde hareket ettiği basit 2 eksenli makineler sunmanın yanı sıra, hassas CNC ekipmanı, iş parçasının da hareket edebileceği çok eksenli modeller içerir. Bu, iş parçasının eğirme ile sınırlı olduğu ve araçların istenen geometriyi oluşturmak için hareket edeceği bir torna tezgahının aksine.
Bu çok eksenli konfigürasyonlar, makine operatörü tarafından ek çalışma gerektirmeden, tek bir işlemde daha karmaşık geometrilerin üretilmesine izin verir. Bu sadece karmaşık parçalar üretmeyi kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda operatör hatası şansını azaltır veya ortadan kaldırır.
Buna ek olarak, hassas CNC işleme ile yüksek basınçlı soğutma sıvısının kullanılması, dikey olarak yönlendirilmiş bir iğine sahip bir makine kullanırken bile çiplerin çalışmalara girmemesini sağlar.
CNC Mills
Farklı freze makineleri boyutları, eksen konfigürasyonları, besleme hızları, kesme hızı, öğütme besleme yönü ve diğer özelliklerde farklılık gösterir.
Bununla birlikte, genel olarak, CNC Mills istenmeyen malzemeyi kesmek için dönen bir iğ kullanır. Çelik ve titanyum gibi sert metalleri kesmek için kullanılırlar, ancak plastik ve alüminyum gibi malzemelerle de kullanılabilirler.
CNC değirmenleri tekrarlanabilirlik için üretilmiştir ve prototiplemeden yüksek hacimli üretime kadar her şey için kullanılabilir. Üst düzey hassas CNC değirmenleri genellikle ince kalıplar ve kalıplar gibi sıkı tolerans çalışmaları için kullanılır.
CNC frezeleme hızlı bir geri dönüş sağlayabilirken, AS labirevili son işlem görünür takım işaretlerine sahip parçalar oluşturur. Ayrıca bazı keskin kenarları ve çapaklara sahip parçalar üretebilir, bu nedenle bu özellikler için kenarlar ve çapaklar kabul edilemezse ek işlemler gerekebilir.
Tabii ki, diziye programlanan deburring araçları, genellikle en fazla bitmiş gereksinimin% 90'ına ulaşmasına rağmen, son elin sonlandırılması için bazı özellikler bırakmasına rağmen bozulacaktır.
Yüzey kaplamasına gelince, sadece kabul edilebilir bir yüzey kaplaması değil, aynı zamanda iş ürününün kısımlarında ayna benzeri bir kaplama üretecek araçlar vardır.
CNC Mills Türleri
İki temel freze makinesi türü, birincil farkın makine iş mili yönünde olduğu dikey işleme merkezleri ve yatay işleme merkezleri olarak bilinir.
Dikey işleme merkezi, iş mili ekseninin z ekseni yönünde hizalandığı bir değirmendir. Bu dikey makineler ayrıca iki türe ayrılabilir:
■ Miletin, Milin kendi eksenine paralel olarak hareket ettiği yatak fabrikaları
■ Milin sabit olduğu ve masanın, kesme işlemi sırasında her zaman dik ve iş mili eksenine paralel olacak şekilde hareket ettirildiği taret fabrikaları
Yatay bir işleme merkezinde, değirmenin iğ ekseni bir y ekseni yönünde hizalanır. Yatay yapı, bu değirmenlerin makine atölyesinde daha fazla yer kaplama eğiliminde olduğu anlamına gelir; Ayrıca genellikle ağırlık bakımından daha ağırdır ve dikey makinelerden daha güçlüdürler.
Daha iyi bir yüzey kaplaması gerektiğinde genellikle yatay bir değirmen kullanılır; Bunun nedeni, iş mili yönünün, kesme çiplerinin doğal olarak düştüğü ve kolayca çıkarıldığı anlamına gelir. (Ek bir fayda olarak, verimli yonga çıkarma araç ömrünü artırmaya yardımcı olur.)
Genel olarak, dikey işleme merkezleri daha yaygındır, çünkü yatay işleme merkezleri kadar güçlü olabilirler ve çok küçük parçaları işleyebilirler. Ek olarak, dikey merkezler yatay işleme merkezlerinden daha küçük bir ayak izine sahiptir.
Çok eksenli cnc değirmenleri
Hassas CNC değirmen merkezleri birden fazla eksenle mevcuttur. 3 eksenli bir değirmen, çok çeşitli çalışmalar için x, y ve z eksenlerini kullanır. 4 eksenli bir değirmen ile, makine dikey ve yatay bir eksende dönebilir ve daha sürekli işleme sağlamak için iş parçasını hareket ettirebilir.
5 eksenli bir değirmende üç geleneksel eksen ve iki ek döner eksen vardır, bu da iş parçasının etrafında hareket ettikçe döndürülmesini sağlar. Bu, bir iş parçasının beş tarafının iş parçasını çıkarmadan ve makineyi sıfırlamadan işlenmesini sağlar.
CNC Torulları
Dönüş merkezi olarak da adlandırılan bir torna, bir veya daha fazla iğ ve X ve Z eksenlerine sahiptir. Makine, çeşitli kesme ve şekillendirme işlemlerini gerçekleştirmek için ekseninde bir iş parçasını döndürmek için kullanılır ve iş parçasına çok çeşitli araçlar uygular.
Canlı eylem takma tornaları olarak da adlandırılan CNC tornaları, simetrik silindirik veya küresel parçalar oluşturmak için idealdir. CNC değirmenleri gibi, CNC torbaları gibi prototipleme gibi daha küçük işlemleri işleyebilir, ancak yüksek hacimli üretimi destekleyerek yüksek tekrarlanabilirlik için de kurulabilir.
CNC tornaları, otomotiv, elektronik, havacılık, robotik ve tıbbi cihaz endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmasını sağlayan nispeten eller serbest üretim için de kurulabilir.
Bir CNC Torna Nasıl Çalışır?
Bir CNC torna ile, torna'nın iş mili mandrenine boş bir stok malzemesi yüklenir. Mil dönerken bu Chuck iş parçasını yerinde tutar. Mil gerekli hıza ulaştığında, malzemeyi çıkarmak ve doğru geometriyi elde etmek için iş parçasıyla sabit bir kesme aracı temas eder.
Bir CNC torna, sondaj, iplik, sıkıcı, raybalama, yüzleşme ve konik dönüş gibi bir dizi işlem gerçekleştirebilir. Farklı işlemler araç değişiklikleri gerektirir ve maliyet ve kurulum süresini artırabilir.
Gerekli işleme işlemlerinin tümü tamamlandığında, kısım gerekirse daha fazla işlem için stoktan kesilir. CNC torna daha sonra, aralarında genellikle gerekli ek kurulum süresi veya hiç gerekli olmayan işlemi tekrarlamaya hazırdır.
CNC tornaları, manuel hammadde taşıma miktarını azaltan ve aşağıdakiler gibi avantajlar sağlayan çeşitli otomatik çubuk besleyicileri de barındırabilir:
■ Makine operatörünün gereken zamanı ve çabayı azaltın
■ Hassasiyeti olumsuz etkileyebilecek titreşimleri azaltmak için Barstock'u destekleyin
■ Makine takımının optimum iş mili hızlarında çalışmasına izin verin
■ Değişiklik sürelerini en aza indirin
■ Malzeme Atıklarını Azaltın
CNC tornaları türleri
Bir dizi farklı torna türü vardır, ancak en yaygın olanı 2 eksenli CNC tornaları ve Çin tarzı otomatik tornalardır.
Çoğu CNC Çin Torulları, bir veya iki ana iğ, bir veya iki geri (veya ikincil) iğ kullanır ve birincisinden sorumlu döner transfer. Ana iş mili, bir kılavuz burç yardımıyla birincil işleme işlemini gerçekleştirir.
Buna ek olarak, bazı Çin tarzı tornalar, CNC değirmeni olarak çalışan ikinci bir araç kafası ile donatılmıştır.
CNC Çin tarzı bir otomatik torna ile, stok malzemesi kayan bir kafa milinden bir kılavuz burça beslenir. Bu, aletin malzemeyi malzemenin desteklendiği noktaya daha yakın kesmesini sağlar, bu da Çin makinesini uzun, ince döndürülen parçalar ve mikrochachining için özellikle faydalı hale getirir.
Çok eksenli CNC dönüş merkezleri ve Çin tarzı tornalar, tek bir makine kullanarak birden fazla işleme işlemi gerçekleştirebilir. Bu, onları geleneksel bir CNC değirmeni gibi ekipman kullanarak birden fazla makine veya takım değişiklikleri gerektiren karmaşık geometriler için uygun maliyetli bir seçenek haline getirir.